Procesadores. Daniel Rojas UTN. Wednesday, June 11, 14

Transcripción

1 Procesadores Daniel Rojas UTN

2 Historia El primer circuito integrado con múltiples componentes discretos en un single package, fue inventado por el ingeniero Jack Kilby de Texas Instruments en 1958 Durante los 10 años siguientes el proceso de empaquetamiento fue mejorado En 1968 Robert Noyce, Gordon Moore y Andy Grove dejaron Fairchild Semiconductors y crearon una nueva compañía enfocada al diseño de circuitos: Intel.

3 Historia El primer microprocesador fue lanzado en 1971 por Intel Se llamaba el 4004 Tenía 16 pines y funcionaba a 4 bit Diseñado originalmente para la empresa Japonesa de calculadoras Busicom

4 4004

5 Historia Federio Faggin, uno de los diseñadores del chip, creía que existían más aplicaciones para el 4004 que las calculadoras Utilizó el 4004 para crear un circuito de control para probar los 4004 Esto generó un movimiento dentro de Intel para comercializar el 4004 con aplicaciones multipropósito

6 Historia Posteriormente se desarrolló el 4040 y el 8080 Cuando se lanzó el 8080 se consideró el primer procesador de propósito general Se utilizó en muchas de las primeras computadoras como la Altari 8800 Aunque aparecieron algunos competidores (Motorola y Zilog) Intel se convirtió en el jugador mayoritario

7 Historia El mercadeo fue de vital importancia para que Intel ganára mercado Cuando se lanzó el 8088 venía acompañado de un programa de mercadeo y campaña de ventanas conocido como Operation Crush Este programa entrenó a los empleados de Intel para enfocarse en servicio al cliente, ventas y mostrar un compromiso a largo plazo con el producto Operation Crush dio sus frutos, en 1981 IBM escogió el 8080 para su nueva línea de PCs

8 Componentes fundamentales de un procesador Almacenamiento de datos en forma de registros Manipulación de datos en forma de una librería lógica Caminos de datos en forma de pipelines Circuitos de reloj y sincronización

9 Almacenamiento de Datos Para almacenar datos se utilizan registros Los registros son áreas de memoria interna del procesador Los registros se usan para guardar datos y realizar cálculos

10 Almacenamiento de Datos Los registros se miden por la cantidad de bits que pueden manejar En un procesador Intel Pentium los registros son de 32 bits Los registros pueden ser implementados por circuitos flip flop, memoria magnética o un archivo de registro

11 Archivos de Registro Es una de las formas más comunes de crear y accesar registros Contiene registros físicos del CPU Se implementa de igual forma que la RAM estática Se pueden considerar como una implementación especial de memoria RAM

12 ALU Responde a las siglas Arithmetic Logic Unit Es la parte del procesador que maneja las habilidades matemáticas

13 ALU Normalmente maneja las siguientes operaciones: Operaciones Aritmétricas (Suma, resta y en algunos casos multiplicación) Operaciones Lógicas (AND, OR y NOT) Manipulación de bits

14 Reloj Los procesadores son circuitos síncronos Las operaciones se realizan de forma secuencial La sincronización se maneja con una señal de reloj Normalmente la señal de reloj es una onda cuadradad

15 Empaque de un procesador DIP PGA PLCC BGA

16 DIP Responde a las siglas Dual Inline Packaging Fue el empaque de los primeros procesadores Es rectangular con dos filas de pines Puede tener desde 8 hasta 64 pines

17 DIP

18 PGA Pin Grid Array La principal diferencia es que los pines se movieron al fondo del procesador Esto permitió acomodar más pines en la superficie del procesador Este empaque puede tener cientos de pines

19 PGA

20 PLCC Responde a las siglas Plastic Leadless Chip Carrier Es un empaque de cuatro lados con conectores eléctricos a los cuatro lados

21 PLCC

22 BGA Responde a Ball Grid Array Este empaque utiliza pequeñas esferas de soldadura en vez de pines Tiene una ventaja que se monta directamente en la superficie y no tiene pines que van de lado a lado

23 BGA

24 Enfriamiento del procesador Los procesadores generan calor La cantidad de calor depende de: La eficiencia del circuito La velocida del reloj El voltaje al que operan

25 Enfriamiento del procesador Los procesadores no se pueden calentar demasiado debido a que podrían dañarse Los procesadores actuales tienen sensores de calor para apagarse en caso de exceso de temperatura Normalmente se utiliza un disipador de calor o un abanico

26 Enfriamiento del procesador El abanico ayuda a distribuir el calor en toda la computadora El disipador brinda más área para distribuir el calor Normalmente se usa pasta térmica para transfiera el calor más rápido del procesador al disipador

27 Enfriamiento del procesador

28 Enfriamiento del procesador Además se está utilizando enfriamiento del procesador por agua y enfriamiento termoeléctrico con el efecto Peltier

29 Efecto Peltier Descubierto en 1834 por Jean Peltier Cuando la corriente pasa por dos metales unidos, el calor se transfiere de uno a otro Esto causa que un metal se enfríe y el otro se caliente

30 Enfriamiento por Peltier